جهاز الكشف عن المعادن هو أداة إلكترونية للكشف عن وجود المعادن في مكان قريب. أجهزة الكشف عن المعادن مفيدة للعثور على شوائب معدنية مخبأة داخل أجسام أو أشياء معدنية مدفونة تحت الأرض.

تتكون غالبا من وحدة محمولة تقبض باليد مع جهاز استشعار الذي يكون قريبا من الأرض. إذا اقترب جهاز الاستشعار قرب قطعة معدنية سيتبين لك ذلك عن طريق تغيير في سماعات الأذن.وكلما كان المعدن قريبا منك كلما ارتفعت نسبة الصوت. نوع آخر شائع وثابت "المشي من خلال" أجهزة الكشف عن المعادن المستخدمة في التفتيش الأمني ​​في نقاط الوصول في السجون والمحاكم والمطارات للكشف عن الأسلحة المعدنية إذا كانت مخبأة عند الشخص أم لا.

إن أبسط شكل للكشف عن المعادن يتكون من المذبذب الذي يُمَكن من إنتاج تيار متناوب يمر عبر الوشيعة لينتج حقلا مغناطيسيا متناوبا. إذا قطعة من معدن موصل بالكهرباء على مقربة من الملف، سوف يكون ذلك حافزا التيارات الدوامية في المعدن، وهذا له ينتج مجال مغناطيسي تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الخاصة. إذا تم استخدام وشيعة أخرى لقياس المجال المغناطيسي (بوصفها مقياس المغناطيسية magnometer)، يمكن الكشف عن عن التغير الذي يطرأ في المجال المغناطيسي نتيجة الجسم المعدني.

أول جهاز للـكشف عن المعادن الصناعية وضع في سنة 1960، وكان يستخدم على نطاق واسع للتنقيب عن المعادن والتطبيقات الصناعية. ويشمل استخدامات أخرى كنزع الألغام (للكشف عن الألغام الأرضية)، والكشف عن الأسلحة والبنادق والسكاكين مثلا (خصوصا في أمن المطارات)، والتنقيب الجيوفيزيائي، وعلم الآثار والكنوز. وتستخدم أجهزة الكشف عن المعادن للكشف عن المواد الغريبة في الأطعمة، وكذلك في صناعة البناء للكشف عن عوارض الفولاذ في الخرسانة والأنابيب والأسلاك المدفونة في الجدران والأسطح.

إليك مقاطع بالصوت والصورة عن آلية الكشف عن المعادن:

العربية
إنجليزية
فرنسية

الرمز في
الدارة الكهربائية

الكمية

القيمة أو الصيغة

مضخم عملياتي مسجامي منخفض الطاقة
low power stereo Op Amplifier

IC1

1

TDA 2822

مقحل (ترانزستور)
Transistor

T1, T2, T3

3

BF494

صمام ثنائي
Diode

D1, D2

2

OA79

مكبر الصوت
Speaker
Haut-parleur

LS

1

8 Ohm, 1 Watt

البطارية
Battery

1

9 Volt

مصقاة سيراميكية
Ceramic Filter

1

5.5 MHz

وشيعة (ملف)
Coil
Bobine

L1

1

20 لفة

مقاومة متغيرة
Variable resistor
Rheostat

VR1

1

10 KOhm, Logarithm

مكثف متغير
Variable Capacitor
Condensateur Varie

VC1

1

0-22 pF

مقاومة

Resistor

Resistance

R1, R2, R5, R6, R9, R10

6

330 Ohm

R3, R4, R7, R8, R11

5

1 KOhm

R12, R13

2

10 KOhm

R14, R15

2

4.7 Ohm

مكثف

Capacitor

Condensateur

C1, C14

2

100 uF, 25V

C15

1

1 uF, 16V

C17, C18

2

100 nF

C5

1

100 pF

C6

1

470 pF

C9, C10

2

15 nF

C8, C12

2

0.1 uF

C2, C3, C4, C7, C11, C13, C16

7

10 nF

إذا كنت تحس بأن الدارة صغيرة بالنسبة لك، فقم بالضغط على الرابط التالي من أجل حجم أكبر:

الدارة الكهربائية

تصميم هذه الدارة مبني على مبدأ ما يعرف بالتغير الفوقي العلوي (superheterodyning) والذي يستعمل في أحد أنواع المذياعات (مثلا المذياع المتغير الفوقي وتجد فيه وصفا لهذه التقنية في آخر المقال).

تستعمل هذه الدارة رنانين للترددات المذياعية (RF oscillator). ترددات كلا الرنانين ثابتة وتساوي 5.5MHz بحيث:

• يضم الرنان الأول الترنزستور T1 (أيBF494) ومصفاة سيراميكية 5.5MHz التي تستعمل غالبا في أجهزة التلفاز.

• أما الرنان الثاني (يطلق عليه اسم متذبذب Colpitt) فيضم الترنزستور T3 (أيBF494) ووشيعة L1 (سنتحدث عن كيفية إنجازها في أسفل المقال) تضبط بالمكثف المتغير VC1.

يتم خلط ترددات الرنانين معا في الترنزستور T2 (أيBF494) وحاصل الفرق بين الترددين الخارج من جامع الترنزستور T2 يوصل بدارة الإستكشاف المتكونة من الصمامات الثنائية D1 و D2 (وكلاهما OA79). التيار المار هو تيار مستمر مُنبض يتوجه خلال مصفاة خفيفة متكونة من المقاومة R12 (قيمتها 10 كيلوأوم) والمكثفين C6 و C10 (سعتهما 15nF). بعد ذلك يمر التيار إلى المركب المضخم IC1 (وهو 2822M) خلال VR1 والتيار الناتج يغذى به مكبر الصوت (ذي المواصفات 8 أوم و1 واط).

حتى تعمل الدارة بأحسن ما يرام فمن الضروري أن تكون ترددات الرنانين متساوية حتى تحصل على نبضة منعدمة عندما لا يكون هناك أي جسم معدني بمحيط الاستكشاف للدارة.

للحصول على تساوِ بين ترتددات الرنانين يمكنك أن تُحقق ذلك بواسطة تعديل مستوى المكثف المتغير VC1. عندما يصبحان متساويين فستكون النبضة تساوي صفرا أي أنه لا يوجد أي صوت ناتج من مكبر الصوت.

عندما تقوم بالبحث عن المعادن باستعمال هذه الدارة، سيؤثر الجسم المعدني على المجال الكهرمغناطيسي للوشيعة وبالتالي يتغير مستوى الحث لها، ومنه يتم تغيير تردد الرنان الثاني. وهكذا سيتم توليد صوت يصدر من مكبر الصوت لإعلامك بأنك مقترب من المعدن.

يمكنك صنع الوشيعة L1 باستعمال 15 لفة من سلك كهربائي (25SWG) بقطر 10 سم، ثم قم بتدعيمها بقضيب عازل يكون وسط اللفات. توجد عدة أمثلة لها على الانترنت، وهذه نماذج منها لتفهم كيفية صنعها.

أولا، قم بإنجاز عدد من اللفات على شكل دائرة لها قطر معين. ثم بعد ذلك، قم بجعلها في إطار من اختيارك كما تلاحظ في الصور المبعثرة هنا.

من فضلك اضطلع على المقالات الثلاث التالية ولو بنظرة خاطفة إذ أنها مهمة في تحويل الدارات الكهربائية إلى بطاقات إلكترونية بمهنية عالية وبصنع يدك فقط:

لا يوجد لهذا المشروع تصميم يمكنك تحويله إلى بطاقة إليكترونية ذات مهنية عالية. لكن لو أردت فعل ذلك فأعد رسم الدارة الكهربائية باستعمال المعلومات الواردات في المقال الأول في لا بد من قراءته. المهم، الجهاز بدون هيكله سيكون شبيها بالصورة التالية لكن ليس طبق الأصل.

توجد تصاميم متعدد لهيكل الجهاز ولك في النماذج التالية مثالا على ذلك:

توجد تصاميم متنوعة لهيكل الجهاز على شبكة الإنترنت بعضها بدائي وبعضها متطور وإليك بعض النماذج: